CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN VÀ CÔNG NGHỆ SHAREPOINT 1. An toàn bảo mật thông tin 1. Tổng quan Khi nhu cầu trao đổi thông tin dữ liệu ngày càng lớn và đa dạng, các công nghệ liên tục được phát triển thì các yêu cầu, biện pháp bảo vệ thông tin ngày càng cấp thiết. Bảo vệ an toàn thông tin liên quan đến rất nhiều lĩnh vực đời sống và các biện pháp bảo vệ cũng rất đa dạng, nhưng có thể được quy tụ vào ba nhóm sau1: Bảo vệ bằng các biện pháp hành chính Bảo vệ bằng các biện pháp kỹ thuật(phần cứng) Bảo về bằng thuật toán(phần mềm) Thông tin có thể tồn tại ở nhiều loại môi trường, nhưng môi trường khó bảo vệ nhất và cũng là môi trường đối phương dễ xâm nhập nhất đó là môi trường mạng.
Biện pháp hiệu quả nhất và kinh tế nhất hiện nay trên là biện pháp bảo vệ bằng thuật toán. An toàn thông tin gồm các nội dung sau: Tính bí mật Tính xác thực Tính trách nhiệm Có hai loại hành vi xâm phạm thông tin dữ liệu đó là: vi phạm chủ động và vi phạm thụ động. Vi phạm thụ động chỉ có thể lấy được thông tin nhưng có thể ko nắm được các thông tin bí mật, nhưng vi phạm chủ động là dạng vi phạm có thể làm thay đổi nội dung hoặc làm ảnh hưởng đến gói tin tại thời điểm đó hoặc sau đó. Vi phạm chủ động có thể dễ phát hiện nhưng rất khó để ngăn chặn hiệu quả.
Tuy nhiên có thể có nhiều phương pháp chống lại các hành vi vi phạm nhưng một thực tế là không có một phương pháp nào là an toàn tuyệt đối. Các nguy cơ mất an toàn bảo mật thông tin Các nguy cơ mất an ninh an toàn thông tin do nhiều nguyên nhân, đối tượng gây hại rất đa dạng. Theo số liệu thống kê mới nhất về bảo mật thông tin của Symantec, Việt Nam đứng thứ 11 toàn cầu về các hoạt động đe dọa tấn công mạng2. Những xu hướng đe dọa bảo mật ngày càng gia tăng mà Việt Nam cần phải quan tâm là: tấn công có chủ đích cao cấp, các mối đe dọa trên di động, các vụ tấn công độc hại và đánh cắp dữ liệu.
Có 4 loại mối đe dọa an toàn: Đánh chặn (Interception): Chỉ những thành phần không được phép nhưng chặn dữ liệu trên đường truyền để “nghe trộm” thông tin. Đứt đoạn (Interruption): chỉ hình thức làm hư hỏng, sai khác dữ liệu, không sử dụng được nữa. Thay đổi (Modification): chỉ hình thức thay đổi thông tin dữ liệu, làm dữ liệu mang một ý nghĩa khác Giả mạo (Fabrication): chỉ hình thức thêm vào dữ liệu hoặc dịch vụ khác để giả mạo đánh cắp thông tin. Trong 9 tháng đầu năm 2015, VNCERT đã phát hiện 18.085 website bị nhiễm mã độc và lây lan mã độc đến các máy tính trong mạng, trong đó có 88 website/cổng thông tin điện tử của các cơ quan Nhà nước, 7.421 tấn công thay đổi giao diện (deface), trong đó có 164 website/cổng thông tin điện tử của các cơ quan Nhà nước.
Bên cạnh đó, hầu hết địa phương không có bộ phận an ninh thông tin, nhân sự chuyên trách cũng chỉ là một vị trí kiêm nhiệm của bộ phận CNTT3 Khối doanh nghiệp cũng gặp phải rất nhiều khó khăn trong việc tránh khỏi các mối đe dọa. Các hình thức ngày càng tinh vi hơn, từ việc gửi virus qua các phần mềm online cho đến những cuộc tấn công có chủ đích, sử dụng phần mềm độc hại đánh cắp thông tin. Họ phải chịu chi phí rất lớn cho việc bảo vệ đảm bảo an toàn thông tin, đặc biệt là các thông tin nội bộ. 2 Theo nghiên cứu của voer.vn năm 2015 3 Theo VNCERT năm 2015 4 Hiện nay, ngoài các cách trao đổi, lưu trữ thông tin truyền thống, các đơn vị hành chính sự nghiệp, các doanh nghiệp tư nhân đã ứng dụng văn phòng điện tử như là một phần tất yếu.
Các ứng dụng này được xây dựng dựa trên các công nghệ mới, mang lại nhiều thuận lợi như Microsoft Share Point, IBM Lotus Notes… Các hệ thống văn phòng điện tử giúp cơ quan, tổ chức trao đổi thông tin, đưa ra nhưng quyết định không chỉ có tính đại chúng mà rất nhiểu thông tin mật, chính vì vậy, việc xác thực và bảo mật thông tin trở nên rất cần thiết, đặc biệt trong các tổ chức về an ninh, quốc phòng. Định nghĩa Hệ mật mã là một hệ gồm 5 thành phần: M, C, K, E, D M(message): tập các bản rõ C(ciphertext): tập các bản mã K(key): tập các khóa E(encryption): tập các quy tắc mã hóa D(decryption): tập các quy tắc giải mã C = Ek(P) và P = Dk(C) Sơ đồ Hình 1: Quá trình mã hóa 5 Hình 2: Quá trình giải mã 1. Mã hóa khóa đối xứng 1. Khái niệm Theo mục [1.6] của [6], Mã khóa đối xứng còn được gọi là mã hóa khóa bí mật.
Đây là phương pháp mã hóa sử dụng cặp khóa đối xứng, người gửi và người nhận sẽ dùng chung một khóa để mã hóa và giải mã thông điệp. Khóa phải được giữ bí mật và chỉ hai người biết. Ví dụ thuật toán AES: AES được xây dựng trên nguyên lý thiết kế lưới giao hoán – thay thế (substitution-permutation network). Đây là một hệ mã có tốc độ tốt trong cả cài đặt phần mềm cũng như phần cứng.
AES không theo mẫu thiết kế mạng Feistel, thay vào đó các thao tác cơ bản được thực hiện trên các khối ma trận dữ liệu 4*4 (bytes), được gọi là các trạng thái (state). Số vòng lặp của AES là một tham số xác định trên cơ sở kích thước khóa: 10 vòng lặp cho khóa 128 bit, 12 cho 192 bit, 14 cho 256 bit. Quy trình mã hóa sử dụng bốn phép biến đổi chính: AddRoundKey: cộng mã khóa của chu kỳ vào trạng thái hiện hành. Độ dài của mã khóa của chu kỳ bằng với kích thước của trạng thái.
Các byte được thế thông qua bảng tra S-box. Đây chính là quá trình phi tuyến của thuật toán. Hộp S-box này được tạo ra từ một phép biến đổi khả nghịch trong trường hữu hạn GF (28) có tính chất phi tuyến. Để chống lại các tấn công dựa trên các đặc tính đại số, hộp S-box này được tạo nên bằng cách kết hợp phép nghịch đảo với một phép biến đổi affine khả 6 nghịch.
Hộp S-box này cũng được chọn để tránh các điểm bất động (fixed point). SubBytes: thay thế phi tuyến mỗi byte trong trạng thái hiện hành thông qua bảng thay thế (S-box). Các hàng được dịch vòng một số bước nhất định. Đối với AES, hàng đầu được giữ nguyên.
Mỗi byte của hàng thứ 2 được dịch vòng trái một vị trí. Tương tự, các hàng thứ 3 và 4 được dịch vòng 2 và 3 vị trí. Do vậy, mỗi cột khối đầu ra của bước này sẽ bao gồm các byte ở đủ 4 cột khối đầu vào. Đối với Rijndael với độ dài khối khác nhau thì số vị trí dịch chuyển cũng khác nhau MixColumns: trộn thông tin của từng cột trong trạng thái hiện hành.
Mỗi cột được xử lý độc lập. Bốn byte trong từng cột được kết hợp lại theo một phép biến đổi tuyến tính khả nghịch. Mỗi khối 4 byte đầu vào sẽ cho một khối 4 byte ở đầu ra với tính chất là mỗi byte ở đầu vào đều ảnh hưởng tới cả 4 byte đầu ra. Cùng với bước ShiftRows, MixColumns đã tạo ra tính chất khuyếch tán cho thuật toán.
Mỗi cột được xem như một đa thức trong trường hữu hạn và được nhân với đa thức: c(x) = 3x3 + x2 + x + 2(modulo x4 + 1) ShiftRows : dịch chuyển xoay vòng từng dòng của trạng thái hiện hành với di số khác nhau. Khóa con được kết hợp với các khối. Khóa con trong mỗi chu trình được tạo ra từ khóa chính với quá trình tạo khóa con Rijndael; mỗi khóa con có độ dài giống như các khối. Quá trình kết hợp được thực hiện bằng cách XOR từng bít của khóa con với khối dữ liệu.
Quy trình mã hóa được tóm tắt lại như sau: Thực hiện thao tác AddRoundKey đầu tiên trước khi thực hiện các chu kỳ mã hóa. Nr – 1 chu kỳ mã hóa bình thường, mỗi chu kỳ bao gồm bốn bước biến đổi liên tiếp nhau:SubBytes, ShiftRows, MixColumns, và AddRoundKey. Thực hiện chu kỳ mã hóa cuối cùng: trong chu kỳ này thao tác MixColumns được bỏ qua. Ứng dụng Độ an toàn của phương pháp này phụ thuộc vào sự bí mật của khóa, nếu khóa bị lộ ra ngoài, bất kỳ ai cũng có thể biết được thông tin dữ liệu.
Hình 3: Mã hóa khóa bí mật Loại mã hóa này sử dụng trong môi trường mà khoá dễ dàng được di chuyển và môi trường có thể tin cậy về độ an toàn, như một phòng ban, hay một nhóm nhỏ. Ưu nhược điểm của mã hóa khóa đối xứng a. Ưu điểm: Tốc độ mã hóa nhanh b. Nhược điểm Hai bên bắt buộc phải tiến hành thống nhất với nhau về khóa mật thì mới có thể truyền thông an toàn.
Việc phân phối khóa mật tới những người tham gia vào quá trình truyền tin thông qua các kênh an toàn có thể dẫn đến việc bị lộ khóa. Nếu phải trao đổi thông tin với nhiều đối tác, mỗi đối tác sử dụng một khóa mật thì việc quản lý số lượng lớn khoá mật là điều hoàn toàn không dễ dàng. Mã khóa khóa công khai 1. Khái niệm Theo mục [1.6] của [6], Mã hóa khóa công khai là một dạng mã hóa cho phép người sử dụng trao đổi các thông tin mật mã mà không cần phải trao đổi các khóa chung bí mật trước đó.
Mã hóa khóa công khai sử dụng một cặp khóa, một khóa bí mật chỉ một người biết, một khóa công khai được đưa ra ngoài để nhiều người có thể sử dụng. Trong hai khóa đó, một khóa dùng để mã hóa, một khóa dùng để giải mã, và không thể tìm ra khóa bí mật nếu chỉ biết khóa công khai. Ví dụ Thuật toán được Ron Rivest, Adi Shamir và Len Adleman (R.A) mô tả lần đầu tiên vào năm 1977. Thuật toán mã hóa RSA thoả mãn 5 yêu cầu của một hệ mã hiện đại: Độ bảo mật cao (nghĩa là để giải mã được mà không biết khoá mật thì phải tốn hàng triệu năm).
Dùng chung được. Có ứng dụng rộng rãi. Có thể dùng để xác định chủ nhân (dùng làm chữ ký điện tử).